婴儿洗衣液的研究与开发
2014-05-10卢志敏
卢志敏
(广州市浪奇实业股份有限公司,广州 广东 510660)
婴儿洗衣液是从洗衣液中细分出来的一个专业性织物护理品类。中国0~8岁的婴幼儿已接近2亿人,因此婴儿专用洗衣液有着非常巨大的消费潜力和发展空间。婴儿的皮肤厚度只有成人的十分之一,婴儿皮肤的平均表面积和体重之比为500∶1,而成人皮肤的平均表面积与体重之比为270∶1。因此,婴儿抵御外界刺激的能力要大大弱于成人。同时,皮肤是人体最大的一个器官,它可以吸收养分、水分和排除废物。不管是接触到有害物质还是有益物质,婴儿皮肤都会加倍吸收。因此,若接触同样量的刺激物和毒性物,婴儿的反应要比成人强烈得多。同时,婴儿因免疫系统尚未完善,身体抵抗力弱,较容易出现皮肤过敏如红斑、丘疹等。
为了更好地保护宝宝的皮肤,妈妈们首先要选择一款专业的婴儿洗衣液,呵护宝宝每天24小时贴身穿着的衣服。婴儿出生后仅靠皮肤一层天然弱酸性保护膜来保护皮肤,并维持皮肤滋润嫩滑,其皮肤控制酸碱的能力较差。故专业的婴儿洗衣液应为中性配方,性质温和。
1.实验部分
1.1 实验材料及试剂
脂肪酸甲酯磺酸钠(MES,88%),广州奇宁化工;脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES,70%);月桂醇聚醚-5羧酸(Empicol CED5,91%),亨斯迈;脂肪醇硫酸钠(K12,28%,工业品);烷基糖苷(Glucopon 650EC,50%),巴斯夫;烷基糖苷(Glucopon 600 CSUP,50%),巴斯夫;AEO7(工业品),陶氏化学;AEO9(工业品,陶氏化学),羟磺基甜菜碱(SB-50,50%),罗地亚;Y-14865(工业品),迈图;LK-1228(25%),广州市日用化学品工业研究所有限公司;RHS-易漂洗(100%),广州市日用化学品工业研究所有限公司;丙二醇(工业品);蛋白酶(Savinase Ultra 16XL),诺维信;淀粉酶(Stainzyme 12L),诺维信;一水合柠檬酸(工业品);二水合柠檬酸钠(工业品);玉米醇溶蛋白(Zein),湖北健源化工。
JB-01(碳黑污布)、JB-02(蛋白污布),JB-03(皮脂污布),WFK 10PPM(植物油/奶污布),WFK 10R(淀粉污布)。
立式去污机,磁力搅拌器。
1.2 测试方法
1.2.1 去污力
根据GB/T 13174-2008《衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》进行。
1.2.2 发泡力
根据GB/T 13173-2008《表面活性剂 洗涤剂试验方法》进行。
1.2.3 刺激性
取待测表面活性剂,配成活性物质量分数为1%的溶液;逐次加入0.5g的Zein至不能溶解后,搅拌2hr,然后过滤。将滤纸和沉淀置于45℃烘箱下过夜干燥,称重并计算溶解的Zein的量。
洗衣液样品的刺激性采用同样的测试方法,测试的样品浓度为5%。
1.2.4 漂洗性能
用自来水手洗500g婴儿夹棉衣物,并用毛巾调整整体重量,洗衣液用量为5mL,洗涤用水5L,洗涤后过水3遍,每遍用水5L。洗涤后及过水后衣物的总重量为1.6kg,保证每次过水带到下一次漂洗时的水量一致。收集最后一次过水,并将对该洗涤水用罗氏泡沫仪进行泡沫测试,泡沫越低,表示过水越容易。
2.结果与讨论
2.1 去污力
在配方结构方面,采用了非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配,并加入少量的两性表面活性剂增加配方的调理性。阴离子表面活性剂选择刺激性相对较低、植物来源的MES、AES、Empicol CED5和K12;同样地,非离子表面活性剂选择刺激性低、植物来源的APG、AEO9和AEO7。通过实验,比较上述表面活性剂对配方去污力的影响,结果如表1和表2所示。
表1 不同阴离子表面活性剂对去污力的影响
表2 不同非离子表面活性剂对去污力的影响
由表1可见,不同的阴离子表面活性剂对JB-01的去污力基本没有影响,而阴离子表面活性剂的种类对于JB-03的去污力则有一定的影响。当阴离子表面活性剂为AES时,JB-03的去污力较高;当阴离子表面活性剂为Empicol CED5和K12时,JB-03的去污力接近,但略差于AES;当阴离子表面活性剂为AES与Empicol CED5复配时,去污力可以达到最好。
由表2可见,AEO7和AEO9对JB-01的去污力基本无影响,在JB-03方面,AEO9略高于AEO7。Glucopon 650EC为C8~C14的APG,Glucopon 600csup为C12~C14的APG,这两种不同碳链的APG的去污力基本无差别。因此,在对APG进行选择时还要考察其对配方的其他影响。在对AEO的选择方面,选择AEO9较AEO7好。
2.2 特殊污渍去污力
婴儿经常会有吐奶、溢奶现象,喂食时也容易弄脏衣物。因此,婴儿衣物最常见的特殊污渍主要为奶渍和饭渍。而酶对于分解和去除此类污渍的效果较好。针对这两种污渍,考察比较了几类不同酶的效果,测试结果如表3所示。
从表3数据可见,蛋白酶和淀粉酶对于奶渍和淀粉污渍分别具有非常好的去除效果。但二者都具有专一性,相互之间协同作用并不明显。
表3 不同的酶对特殊污渍的去除效果
2.3 漂洗性能
针对中国育儿的现状,大多数婴儿的衣物都是采用手洗。因此,婴儿洗衣液要求起泡快,泡沫相对丰富,而在过水时泡沫容易消除。为了更好地比较泡沫控制系统的效果,使用泡沫较丰富的AES取代配方中泡沫较低的MES,考察了不同的泡沫控制系统,测试结果如表4所示。
表4 不同漂洗剂对漂洗结果的影响
从表4可知,RHS-易漂洗与Y-14865硅油类消泡剂进行复配,可以达到最好的漂洗效果;LK-1228次之。单纯加入Y-14865只能在生产时控制泡沫的产生,对于消除洗涤时的泡沫并无明显效果,而且随着时间的推移,其消泡能力会逐步减弱。因此,婴儿洗衣液的泡沫控制体系选择LK-1228或RHS-易漂洗与Y-14865进行复配较佳。
不同碳链分布的APG对去污力的影响不大,但是会影响漂洗效果,结果如表5所示。
表5 不同碳链分布APG对漂洗效果的影响
从表5可见,Glucopon 650EC的漂洗效果比Glucopon 600csup好。因此,从改善漂洗性能的要求出发,APG选择Glucopon 650EC为好。
2.4 刺激性
婴儿的衣物经常长时间地与婴儿肌肤保持紧密接触,而且婴儿容易出汗,因此在衣物上哪怕残留的极少量表面活性剂都有可能对婴儿的健康产生较大影响。所以,在表面活性剂的选择方面,应该选择刺激性小的原料。另外,从洗涤过程来看,受洗涤剂刺激性影响的是洗衣者。
Zein是一种黄色的玉米蛋白,它几乎不溶于水,其结构与人体皮肤和头发中存在的角蛋白相似。Zein会与刺激性物质(如表面活性剂溶液等)发生反应,从而变性溶解。刺激性较强的表面活性剂比温和型表面活性剂更容易引起Zein变性,令Zein的溶解性增加。待测表面活性剂溶解的Zein量可通过微量凯氏定氮法或称量法来测定。
表面活性剂的刺激性数据如表6所示。
表6 表面活性剂刺激性
从表6可知,阴离子表面活性剂的刺激性较高,其中以K12的刺激性最强,而Empicol CED5的刺激性比AES低;两性表面活性剂刺激性稍低,其中羟磺基甜菜碱的刺激性低于甜菜碱;非离子表面活性剂的刺激性最低。
不同的配方体系,结构不一样,配方的刺激性也不一样。通过实验测试5%洗衣液的刺激性,结果如表7所示。
表7 不同配方体系对刺激性的影响
从表7可见,配方的刺激性主要是由于K12、AES、MES和蛋白酶所引起的:K12体系的刺激性最高,AES体系次之,Empicol CED5体系最低,接近0。这与表面活性剂刺激性的趋势一致。AES和Empicol CED5复配配方的刺激性仅为0.1757,Empicol CED5可以有效地降低配方中阴离子表面活性剂的刺激性。此外,由于蛋白酶作用的底物是蛋白质,因此在整体配方的刺激性较低的情况下,蛋白酶对配方刺激性的影响更为突出;而淀粉酶则对配方体系的刺激性无影响。
2.5 防腐体系
一般洗衣液产品中采用的防腐剂是甲基异噻唑啉酮和甲基氯异噻唑啉酮复配体系。但由于甲基氯异噻唑啉酮的刺激性较大,在婴幼儿产品中,大多数产品采用甲基异噻唑啉酮和苯氧乙醇的复配体系。该体系在洗衣液配方中可以通过防腐性的挑战性试验。
3.结论
1)在去污力方面,表面活性剂的调整对JB-01的影响不大,对JB-03有较大的影响。在阴离子表面活性剂中,AES的去污力最高,K12和Empicol CED5接近,AES复配Empicol CED5可以达到最好效果;在非离子表面活性剂中,不同碳链的APG对去污力的影响不大,AEO9的去污力略大于AEO7。
2)在特殊污渍的去污力方面,蛋白酶和淀粉酶对奶渍和淀粉污渍分别具有非常好的去除效果。但二者都具有专一性,相互之间协同作用并不明显。
3)在漂洗性能方面,RHS-易漂洗与Y-14865硅油类消泡剂复配可以达到最佳漂洗效果,LK-1228次之;单纯使用Y-14865效果最差。Glucopon 650EC的漂洗效果优于Glucopon 600csup。
4)在刺激性方面,配方的刺激性主要是由于阴离子表面活性剂和蛋白酶引起的。K12配方体系刺激性最高,AES其次,AES体系次之,Empicol CED5体系最低,与表面活性剂刺激性的趋势一致。Empicol CED5可以有效降低配方中阴离子表面活性剂的刺激性。